Комплексы ГЭТ 17/1–КВИ и ГЭТ 17/2–КВН из состава Государственного первичного эталона единиц динамической и кинематической вязкости жидкости ГЭТ 17–2018

Вязкость –  важнейшее свойство жидких сред, определяющее их качество, а также возможности их переработки и транспортировки. Измерения вязкости выполняют во многих отраслях промышленности для управления технологическими процессами, в которых вязкость является одним из контролируемых параметров конечного продукта. Точность измерений вязкости важна также в медицине и биологии, для организации исследований новых материалов.

Настоящая статья в жанре обзора поднимает вопросы измерения вязкости жидкости капиллярным методом, раскрывает факторы и причины, обосновывающие становление капиллярного метода как основного метода высокоточных измерений, который нашел применение во многих странах.

Автор приводит описание двух эталонных комплексов из состава Государственного первичного эталона единиц динамической и кинематической вязкости жидкости ГЭТ 17–2018. Первого –  ЭК ГЭТ 17/1-КВИ, предназначенного для воспроизведения, хранения и передачи единицы кинематической вязкости в диапазоне значений температуры от 20 до 40 °C. Второго – Э К ГЭТ 17/2-КВН, предназначенного для воспроизведения, хранения и передачи единицы кинематической вязкости в диапазонах значений температуры от –40 до +20 °C и от 40 до 150 °C. В фокусе внимания –  принцип работы и основные метрологические характеристики данных эталонных комплексов, а также результаты международных ключевых сличений с их участием.

В перспективе материалы исследования могут оказать влияние при определении вектора развития средств и методов измерения вязкости жидкости.

1. Elucidating the impact of ultrasonic treatment on bituminous oil properties: A comprehensive study of viscosity modification / A. R. Galimzyanova [et al.] // Geoenergy Science and Engineering. 2024. Vol. 233. P. 212487. https://doi.org/10.1016/j.geoen.2023.212487

2. Development of compositional-based models for prediction of heavy crude oil viscosity: Аpplication in reservoir simulations / Z. Liu [et al.] // Journal of Molecular Liquids. 2023. Vol. 389. P. 122918. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2023.122918

3. Multiple machine learning models in estimating viscosity of crude oil: Comparisons and optimization for reservoir simulation / P. Sun [et al.] // Journal of Molecular Liquids. 2023. Vol. 384. P. 122251. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2023.122251

4. Barateiro C. E. R. B., Emerik R. C. S. Liquid hydrocarbon flow meters calibration with high flow and viscosity: Conceptual design of a new facility // Flow Measurement and Instrumentation. 2020. Vol. 73. P. 101749. https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2020.101749

5. A study of kinematic viscosity approach with air as a gas medium for turbine flowmeter calibration / B. Rochmanto [et al.] // Flow Measurement and Instrumentation. 2024. Vol. 95. P. 102490. https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2023.102490

6. Correlations for prediction of hydrogen gas viscosity and density for production, transportation, storage, and utilization applications / C. Wei [et al.] // International Journal of Hydrogen Energy. 2023. Vol. 48, Iss. 89. P. 34930–34944. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.05.202

7. Moisseyeva Y., Saitova A., Strokin S. Calculating densities and viscosities of natural gas with a high content of C2+ to predict twophase liquid-gas flow pattern // Petroleum. 2023. Vol. 9, Iss. 4. P. 579–591. https://doi.org/10.1016/j.petlm.2023.01.001

8. Functionality-driven food product formulation – An illustration on selecting sustainable ingredients building viscosity / A. LiePiang [et al.] // Food Research International. 2022. Vol. 152. P. 110889. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110889

9. Blood viscosity and risk of cardiovascular events: the Edinburgh Artery Study / G. D. O. Lowe [et al.] // British Journal of Hematology. 1997. Vol. 96. P. 168–173. https://doi.org/10.1046/j.1365–2141.1997.8532481.x

10. Çinar Y., Şenyol A. M., Duman K. Blood viscosity and blood pressure: role of temperature and hyperglycemia // American Journal of Hypertension. 2001. Vol. 14, Iss. 5. P. 433–438. https://doi.org/10.1016/S0895–7061(00)01260-7

11. A highly accurate and consistent microfluidic viscometer for continuous blood viscosity measurement / Y. J. Kang [et al.] // Artificial Organs. 2010. Vol. 34, Iss. 11. P. 944–949. https://doi.org/10.1111/j.1525–1594.2010.01078.x

12. Муратова Е. И., Смолихина П. М. Реология кондитерских масс : монография. Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО ТГТУ, 2013. 188 с.

13. Реология : Теория и приложения : пер. с англ. Под ред. Ф. Эйриха ; Под общ. ред. Ю. Н. Работнова и П. А. Ребиндера. М. : Изд-во иностр. лит., 1962. 824 с.

14. Павловский Н. Н. Гидравлический справочник. Л. ; М. ; ОНТИ НКТП СССР, главная редакция энергетической литературы, 1937. 890 с.

15. Рыбак Б. М. Анализ нефти и нефтепродуктов. М. : ГосТехИздат, 1962. 888 с.

16. Hameed D. K. Deterioration in physical engine oil properties after different trip length // Kurdistan Journal of Applied Research. 2021. Vol. 6, Iss. 1. P. 13–20. https://doi.org/10.24017/science.2021.1.2

17. Akyazi T., Basabe-Desmonts L., Benito-Lopez F. Review on microfluidic paper-based analytical devices towards commercialization // Analytica Chimica Acta. 2017. № 1001. https://doi.org/10.1016/j.aca.2017.11.010

18. From Newtonian to non-Newtonian fluid: insight into the impact of rheological characteristics on mineral deposition in urine collection and transportation / Z. Yan [et al.] // Sci Total Environment. 2022. Vol. 823. P. 153532. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.153532

19. Rheological study of cowpea puree ‘adowè’ and the influence of saliva on the puree viscosity / E. Teko [et al.] // International Journal of Food Science & Technology. 2022. Vol. 57, Iss. 5. P. 3098–3105. https://doi.org/10.1111/ijfs.15640

20. A rapid label-free disposable electrochemical salivary point-of-care sensor for SARS-CoV-2 detection and quantification / N. Farsaeivahid [et al.] // Sensors. 2023. Vol. 23, Iss. 1. P. 433. https://doi.org/10.3390/s23010433

21. Viscosity of rice flour: a rheological and biological study / M. A. Fitzgerald [et al.] // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2003. Vol. 51, Iss. 8. P. 2295–2299. https://doi.org/10.1021/jf020574i

22. Миргородская А. В. История развития капиллярного метода измерений кинематической вязкости: от вискозиметра Ломоносова до информационно-измерительной системы // Измерительная техника. 2023. № 8. С. 53–59. https://doi.org/10.32446/0368–1025it.2023-8-53-59

23. McKennell R. Cone-Plate Viscometer // Analytical Chemistry. 1956. Vol. 28, Iss. 11. P. 1710–1714. https://doi.org/10.1021/ac60119a021

24. Lee E., Kim B., Choi S. Hand-held, automatic capillary viscometer for analysis of Newtonian and non-Newtonian fluids // Sensors and Actuators A: Physical. Vol. 313. P. 112176. https://doi.org/10.1016/j.sna.2020.112176

25. Development of an improved falling ball viscometer for high-pressure measurements with supercritical CO2 / B. Calvignac [et al.] // The Journal of Supercritical Fluids. 2010. Vol. 55, Iss. 1. P. 96–106. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2010.07.012

26. New design of the falling-body rheoviscometer for high and extra-high viscous liquid measurements. viscosity of vacuum oils / D. Sagdeev [et al.] // Journal of Chemical & Engineering Data. 2020. Vol. 65, Iss. 4. P. 1773–1786. https://doi.org/10.1021/acs.jced.9b01071

27. Evaluation of the metrological performance of two kinds of rotational viscometers by means of viscosity reference materials / C. S. C. de Castro [et al.] // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2016. Vol. 138. P. 292–297. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2015.12.003

28. Investigation of rheological properties of blended cement pastes using rotational viscometer and dynamic shear rheometer / Y. J. Kim [et al.] // Advances in Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 17. P. 1–6. https://doi.org/10.1155/2018/6303681

29. Yabuno H. Review of applications of self-excited oscillations to highly sensitive vibrational sensors ZAMM // Journal of Applied Mathematics and Mechanics. 2021. Vol. 101, Iss. 7. Special Issue: 4th International Conference on Vibro-Impact Systems (ICoVIS2018). https://doi.org/10.1002/zamm.201900009

30. The Rheology Handbook // Pigment & Resin Technology. 2009. Vol. 38, № . 5. https://doi.org/10.1108/prt.2009.12938eac.006

31. Гребенникова Н. М. Аэрогидродинамический метод и устройство контроля вязкости жидких веществ : спец. 05.11.13 «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» : дисс. канд. техн. наук / Н. М. Гребенникова ; Тамб. гос. техн. ун-т. Тамбов, 2008. 16 с. Место защиты: Тамб. гос. техн. ун-т. URL: https://viewer.rsl.ru/ru/rsl01003459748?page=1&rotate=0&theme=white (дата обращения: 17.10.2023).

32. Демьянов А. А., Цурко А. А. Государственный первичный эталон единицы кинематической вязкости жидкости в диапазоне от 4 · 10–7 ÷ 1 · 10–1 м2/с (ГЭТ 17–96). В кн.: Российская метрологическая энциклопедия. Т. 1. СПб. : Гуманистика, 2015. С. 380–382.

33. Степанов Л. П. Измерение вязкости жидкостей. М. : [б. и.], 1966. 43 с.

34. Демьянов А. А., Неклюдова А. А. Государственный первичный эталон единицы кинематической вязкости жидкости ГЭТ 17–96 // Материалы 28 симпозиума по реологии, Москва, 28 сентября – 02 октября 2016 г. М. : Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН, 2016. С. 74–75.

35. Marvin R. S. The Accuracy Measurements Viscosity Liquids // Journal of research of the National Bureau of Standards – A . Physics and Chemistry. 1975. Vol. 75A, № 6. P. 535–540. https://doi.org/10.6028/jres.075A.041

36. Цурко А. А., Демьянов А. А. Состояние метрологического обеспечения измерений вязкости нефтепродуктов // Измерительная техника. 2014. № 4. С. 65–66. https://doi.org/10.1007/s11018–014–0479-z

37. История создания и модернизация государственных первичных эталонов единиц динамической, кинематической вязкости жидкости и плотности / К. В. Чекирда [и др.] // Измерительная техника. 2022. № 7. С. 24–29. https://doi.org/10.32446/0368–1025it.2022-7-24-29

38. Klingenberg G., Bauer H. CCM.V-K1 intercomparison in capillary viscometry / Published under licence by IOP Publishing Ltd // Metrologia. 2004. Vol. 41, № 1A. P. 07001. https://doi.org/10.1088/0026–1394/41/1A/07001

39. Maggi C. P., Trowbridge D., Zubler M. T. Final report on CCM.V-K2 comparison / Published under licence by IOP Publishing Ltd // Metrologia. 2009. Vol. 46. № 1A. P. 07003. https://doi.org/10.1088/0026–1394/46/1A/07003

40. CCM.V-K3: CCM Key Comparison of Viscosity / Y. Fujita [et al.] // Metrologia. 2018. Vol. 55. № 1A. P. 07010. https://doi.org/10.1088/0026–1394/55/1A/07010

41. Неклюдова А. А., Сулаберидзе В. Ш. Научно-методические основы метрологического обеспечения современных методов измерений вязкости жидких сред: монография. СПб. : Издательско-полиграфическая компания КОСТА, 2023. 232 с.